СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ДОБЫТОГО ИСКОПАЕМОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2014 года по МПК B07C5/34 G01N22/00 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для сортировки добытого ископаемого материала.

Настоящее изобретение относится, в частности, но не исключительно, к способу и устройству для сортировки добытого ископаемого материала для последующей обработки для извлечения полезного материала, такого как полезные металлы, из добытого ископаемого материала.

Настоящее изобретение относится также к способу и устройству для извлечения полезного материала, такого как полезные металлы, из добытого ископаемого отсортированного материала.

Добытый ископаемый материал может быть любым добытым ископаемым материалом, который содержит полезный материал, такой как полезные металлы, такой как полезные металлы в виде минералов, которые содержат оксиды или сульфиды металлов.

Термин «добытый» материал понимается в данном случае как включающий в себя несортированный материал и несортированный материал, который был подвергнут до сортировки первичному дроблению или аналогичному уменьшению размера после добычи материала.

Конкретной областью интереса заявителя является добытый ископаемый материал в виде добытых руд, которые включают в себя минералы, такие как медный колчедан, который содержит полезные металлы, такие как медь, в сульфидных формах.

Настоящее изобретение применимо, в частности, хотя не исключительно, к сортировке добытого ископаемого материала низкого сорта.

Термин «низкий сорт» в данном случае понимают как означающий, что экономическая ценность полезного материала, такого как металл, в добытом ископаемом материале является только в самой малой степени больше, чем затраты на добычу, извлечение и транспортировку полезного материала потребителю.

В любой заданной ситуации концентрации, которые рассматриваются как «низкий» сорт, будут зависеть от экономической ценности полезного материала и добычи и других затрат на извлечение полезного материала в конкретный момент времени. Концентрация полезного материала может быть относительно высокой и все еще рассматриваться как «низкий» сорт. Это относится к случаю с железными рудами.

В случае полезного материала в виде минералов медного колчедана действительно рудами «низкого сорта» являются несортированные руды, содержащие меньше чем 1,0% вес., обычно меньше чем 0,6% вес. меди в рудах. Сортировка руд, имеющих такие низкие концентрации меди, от пустых частиц является сложной задачей с технической точки зрения, в частности в ситуациях, когда существует необходимость отсортировать очень большие объемы руды, обычно, по меньшей мере, 10000 тонн в час, и когда пустые частицы представляют собой меньшую часть руды, чем руда, которая содержит экономично извлекаемую медь.

Термин «пустые» частицы, когда он используется для руд, содержащих медь, понимается как означающий частицы, не содержащие медь, или частицы с очень малым количеством меди, которое не может быть экономично извлечено из частиц.

Термин «пустые» частицы, когда он используется в более общем смысле в контексте полезных материалов, понимается как означающий частицы, не содержащие полезного материала, или количества полезного материала, которые не могут быть экономично извлечены из частиц.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что воздействие на добытый ископаемый материал микроволновой энергией и нагрев частиц, содержащих минералы меди, до более высоких температур, чем пустые частицы (как следствие минералов меди), и впоследствии термический анализ частиц с использованием массовых средних температур частиц, которые были подвержены воздействию микроволновой энергии, как основы для анализа, является эффективным способом для сортировки частиц, содержащих медь, от пустых частиц. В этом контексте частицы, содержащие медь, могут быть описаны как частицы, которые более восприимчивы к микроволновой энергии, при этом пустые частицы могут быть описаны как частицы, которые менее восприимчивы к микроволновой энергии и не будут нагреваться до такой же степени, что и частицы, содержащие медь, когда они подвержены воздействию микроволновой энергии.

Настоящее изобретение основано также на понимании того, что

избирательный нагрев фоновой поверхности, которая находится на линии луча обзора устройства термического анализа до температуры, которая отличается от температур частиц, может улучшить термический анализ частиц на линии луча обзора между устройством и фоновой поверхностью, позволяя термически более четко проводить различие между фоновой поверхностью и частицами, которые совсем не нагреты или нагреты только слегка посредством микроволновой энергии, и частицами, которые нагреты микроволновой энергией.

В частности, настоящее изобретение основано на следующем заключении заявителя в отношении руд, содержащих медь:

(a) в результате высокой восприимчивости минералов меди к микроволновой энергии даже малые концентрации минералов меди в частицах добытого ископаемого материала могут вызвать обнаруживаемые или измеряемые, хотя и малые, повышения температуры частиц по сравнению с повышениями температуры в другом добытом ископаемом материале, который содержит пустые частицы и является менее восприимчивым к микроволновой энергии, и

(б) наличие фоновой поверхности, которая находится на линии луча обзора устройства термического анализа и находится при такой же температуре или близкой к ней, что и частицы, делает затруднительным термически провести различие между фоновой поверхностью и частицами, что затрудняет термически «видеть» и затем отделять пустые частицы и частицы, содержащие минералы меди.

Путем избирательного нагрева фоновой поверхности, которая находится на линии луча обзора устройства теплового обнаружения, можно термически провести сравнение между фоновой поверхностью и частицами, и это улучшает сортировку, в частности, с точки зрения того, что частицы теперь можно более легко увидеть термическим путем и затем отсортировать.

Согласно настоящему изобретению предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала, по меньшей мере, на две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы:

(а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрева частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах;

(б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава между частицами, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, которая отличается от температуры частиц для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и

(в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа.

Основой термического анализа на этапе (б) может быть то, что добытый ископаемый материал содержит частицы, которые имеют более высокие уровни содержания полезного материала, такого как медь, которые будут термически по-другому реагировать, чем более пустые частицы, т.е. частицы, не содержащие концентраций полезного материала, или частицы, содержащие экономически невыгодно извлекаемые концентрации, будучи подвержены воздействию микроволновой энергии до такой степени, что различная тепловая реакция может быть использована в качестве основы для сортировки частиц.

Основой термического анализа на этапе (б) может быть то, что частицы добытого ископаемого материала, которые являются более восприимчивыми к микроволновой энергии, являются менее полезным материалом, чем остаток добытого ископаемого материала, который менее восприимчив к микроволновой энергии, до такой степени, что различная тепловая реакция может быть использована в качестве основы для сортировки частиц. Примером такой ситуации является уголь, который содержит нежелательные сульфиды металлов. Сульфиды металлов являются более восприимчивыми к микроволновой энергии, чем уголь.

Термический анализ на этапе (б) может быть осуществлен, например, с использованием известных систем термического анализа, основанных на инфракрасных детекторах, которые могут быть расположены, чтобы обозревать область анализа, такую как область, через которую проходят частицы добытого ископаемого материала. Эти системы термического анализа, как правило, используются в таких областях, как контроль температуры тела, проверка электрических соединений, таких как на подстанциях, мониторинг резервуаров и труб, и имеют достаточную точность в обнаружении малых (т.е. <2°С) разниц температур.

В качестве примера в ситуации, в которой полезным материалом является медь, содержащая, например, в сульфидном минерале в частицах руд, обычно частицы, содержащие медь, будут нагреваться, при этом пустые частицы совсем не будут нагреваться или нагреваться где-нибудь приблизительно до той же степени. Следовательно, в этой ситуации этап сортировки (в) содержит отделение более горячих частиц от более холодных частиц. В этом случае термический анализ заключается в непосредственном или опосредованном обнаружении температурных разниц между частицами. Существуют ситуации, в которых пустые частицы нагреваются до более высоких температур, чем частицы, содержащие медь, поскольку частицы содержат другой восприимчивый материал.

Этап (в) термического анализа может содержать тепловую оценку частиц относительно фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, которая отличается от температуры частиц для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью.

Термический анализ будет включать в себя наблюдение частиц тепловым путем, что обязательно повлечет перемещение частиц мимо фоновой поверхности, с помощью инфракрасной камеры или другого устройства теплового обнаружения, расположенного с возможностью обзора частиц, причем фоновая поверхность находится на линии луча обзора устройства теплового обнаружения. Следовательно, термические изображения будут включать термические изображения фоновой поверхности.

Фоновой поверхностью может быть лента транспортера, на которой транспортируются частицы.

В другом варианте выполнения фоновая поверхность может быть поверхностью, расположенной на линии луча обзора инфракрасного или другого устройства теплового обнаружения, расположенного на стороне, противоположной зоне свободного падения для частиц.

Этап (б) термического анализа может содержать нагрев фоновой поверхности с помощью любого применимого средства до любой применимой температуры. Соответствующая температура может быть легко определена в любой заданной ситуации, учитывая состав добытого ископаемого материала.

В любой заданной ситуации выбор длины волны или других характеристик микроволновой энергии будет произведен на основе содействия разной термической реакции частиц таким образом, что разные температуры частиц, которые указывают на разные составы, могут быть использованы в качестве основы для сортировки частиц.

Способ может содержать предоставление достаточного времени для передачи тепла, выработанного в частицах за счет воздействия микроволновой энергии на этапе (а), через частицы таким образом, что температура каждой частицы на поверхности частицы является мерой массовой средней температуры через частицу. Благодаря этому, по существу, по меньшей мере, все частицы, которые содержат минералы меди внутри частиц, могут быть обнаружены, потому что имеется достаточно времени для нагрева теплом, выработанным за счет контакта с микроволновой энергией, целиком каждую частицу.

Период времени, требуемый для передачи тепла, будет зависеть от ряда факторов, включающих в качестве примера состав частиц, размер частиц и участвующие температуры, включая разницы температур, необходимые, чтобы различить более восприимчивые и менее восприимчивые частицы, которые могут быть приравнены к полезным и неполезным материалам.

Например, в случае низкосортных руд, содержащих медь, с частицами размером порядка 15-30 мм, период требуемого времени, составляет, по меньшей мере, 5 секунд, предпочтительно, по меньшей мере, 10 секунд, при этом требуемая разница температур составляет, по меньшей мере, 2°С, предпочтительно, по меньшей мере, 5-10°С, при этом для частиц больших размеров требуются обычно более длительные периоды времени и большие разницы температур.

Способ может содержать обработку отделенных частиц из этапа (в) для извлечения из частиц полезного материала.

Существуют ситуации, в которых весь добытый ископаемый отсортированный материал является «полезным». В самом широком смысле способ по настоящему изобретению является эффективным способом для отделения добытого ископаемого материала на основе восприимчивостей компонентов ископаемого материала к микроволновой энергии. Воздействие микроволновой энергии нагревает материал в результате восприимчивости компонентов материала. Существуют ситуации, в которых добытый ископаемый материал содержит «полезный» материал, который восприимчив к микроволновой энергии, и другой материал, который не восприимчив к микроволновой энергии, но является, тем не менее, «полезным» материалом. Уголь, содержащий упомянутые выше нежелательные сульфиды металлов, является одним примером. Сульфиды металлов могут быть нежелательными в контексте реализуемости угля на рынке, но могут быть полезными, тем не менее, будучи отделенными от угля.

Способ может содержать уменьшение размера отделенных частиц из этапа сортировки (в), которые содержат более высокие уровни содержания полезного материала для того, чтобы содействовать улучшенному извлечению из частиц полезного материала.

Дополнительная обработка отделенных частиц может быть любым соответствующим этапом или этапами, включая только в качестве примера любую одну или несколько из обработок выщелачиванием отвала, выщелачиванием окислением под давлением и этапами плавления.

Способ может содержать дробление или другое применимое уменьшение размера добытого ископаемого материала, проводимое до этапа (а).

Одним примером соответствующего варианта этапа (а) является использование инерционных валков высокого давления.

Способ может также включать в себя просеивание или другое отделение тонкозернистых частиц от добытого ископаемого материала так, что тонкозернистых частиц нет в ископаемом материале, который подают на этап (а). В случае руд, содержащих медь, термин «тонкозернистые частицы» понимают как означающий частицы размером меньше 13 мм.

Обычно выполняемое распределение размеров частиц является распределением частиц, имеющих основой размер в диапазоне 13-100 мм.

Распределение размеров частиц может быть выбрано как требуется. Одним фактором, относящимся к выбору распределения размеров частиц, может быть время, необходимое для того, чтобы температура поверхности частиц была мерой массовой средней температурой частиц. Другим релевантным фактором может быть степень, до которой можно «регулировать» характеристики микроволновой энергии (то есть частоту и т.д.) для конкретных распределений размеров частиц. Результат распределений размеров частиц, в частности нижняя граница распределений особенно важна, когда рассматривают сортировку руды больших пропускных количеств руды.

Термин «микроволновая энергия» в данном случае понимают как означающий электромагнитное излучение, которое имеет частоты в диапазоне 0,3-300 ГГц.

Этап (а) может содержать использование импульсной или постоянной микроволновой энергии для нагрева добытого ископаемого материала.

Этап (а) может содержать создание микрорастрескивания в частицах добытого ископаемого материала.

В некоторых ситуациях пока особенно желательно, чтобы на этапе (а) было создано микрорастрескивание частиц добытого ископаемого материала, в то же время предпочтительно, чтобы этап (а) не приводил к существенному разрушению частиц.

Этап (а) может включать в себя любой применимый этап или этапы для воздействия на ископаемую руду микроволновой энергией.

Одним вариантом является обеспечение свободного падения ископаемой руды в перегрузочный лоток за генератором микроволновой энергии, как это описано в международной публикации номер WO 03/102250 на имя заявителя.

Другим, хотя и не только другим, вариантом является пропуск ископаемый руды через СВЧ-резонатор на горизонтально расположенной ленте транспортера или другом соответствующем движущемся слое материала.

Движущийся слой может быть смешанным движущимся слоем с микроволновым генератором, расположенным с возможностью воздействовать на руду микроволновой энергией таким образом, как описано в международной публикации номер WO 03/102250 на имя заявителя.

Термин «движущийся смешанный слой» означает слой, который смешивает частицы руды, когда частицы перемещаются через зону или зоны воздействия микроволновой энергией, и за счет этого изменяет положения частиц относительно других частиц и относительно падающей микроволновой энергии, когда частицы перемещаются через зону или зоны.

Этап (в) сортировки может быть любым применимым этапом или этапами для сортировки частиц на основе результатов термического анализа.

Например, этап (в) может содержать использование сильных струй текучей среды, такой как воздух или вода, для отклонения текущего вниз потока частиц.

Добытый ископаемый материал может быть в виде руды, в которой полезный материал находится в минерализованном виде, таком как сульфид или оксид металла.

Для заявителя представляют интерес, в частности, руды, содержащие медь, в которых медь присутствует как сульфидный минерал.

Для заявителя представляют интерес также руды, содержащие молибден, в которых молибден присутствует в качестве сульфидного минерала.

Для заявителя представляют интерес также руды, содержащие никель, в которых никель присутствует в качестве сульфидного минерала.

Для заявителя представляют интерес также руды, содержащие уран.

Для заявителя представляют интерес также руды, содержащие минералы железа, в которых минералы железа имеют диспропорционально высокие уровни содержания нежелательных примесей.

Для заявителя представляют интерес также алмазосодержащие руды, когда руда содержит смесь алмазосодержащих минералов и минералов, не содержащих алмазов, таких как кварц.

Согласно настоящему изобретению предложено также устройство для сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, содержащее позицию обработки микроволновой энергией для воздействия на частицы добытого ископаемого материала микроволновой энергией, позицию термического анализа для обнаружения тепловых различий между частицами с позиции обработки микроволновой энергией, указывающих на различия в составе между частицами, которые могут быть использованы как основа для сортировки частиц, причем позиция термического анализа включает в себя тепловой детектор, расположенный с возможностью обзора частиц, перемещающихся мимо фоновой поверхности, и позиция термического анализа включает в себя систему для нагрева фоновой поверхности до заданной температуры для обеспечения соответствующего теплового контраста с частицами, сортировочное средство для сортировки частиц на основе термического анализа.

Позиция термического анализа может быть размещена относительно позиции для обработки микроволновой энергией таким образом, что частицы имеют достаточное время для передачи тепла, выработанного в частицах за счет воздействия микроволновой энергией на позицию для обработки микроволновой энергией, через частицы таким образом, что температура каждой частицы на поверхности частицы является мерой массовой средней температуры через частицу.

Устройство может содержать узел, такой как лента или ленты транспортера, для транспортировки частиц добытого ископаемого материала от позиции для обработки микроволновой энергией к позиции термического анализа.

Позиция термического анализа может содержать ленту транспортера для транспортировки частиц добытого ископаемого материала через позицию, причем тепловой детектор расположен с возможностью обзора частиц на ленте транспортера, при этом лента транспортера образует фоновую поверхность, и система нагрева для фоновой поверхности содержит систему для нагрева ленты транспортера.

Позиция термического анализа может содержать тепловой детектор, расположенный на одной стороне зоны свободного падения для частиц, при этом фоновой поверхностью является стенка, расположенная на противоположной стороне указанной зоны.

Согласно настоящему изобретению создан также способ извлечения полезного материала, такого как полезный металл, из добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, который включает в себя сортировку добытого ископаемого материала согласно описанному выше способу, дальнейшую обработку частиц, содержащих полезный материал, и извлечение полезного материала.

Настоящее изобретение далее описано с помощью примера со ссылкой на приложенный чертеж, который представляет собой принципиальную схему, которая иллюстрирует один вариант осуществления способа сортировки в соответствии с настоящим изобретением.

Вариант осуществления настоящего изобретения описан для способа извлечения полезного металла в виде меди из низкосортных руд, содержащих медь, в которых медь присутствует в качестве минерала меди, такого как медный колчедан. Обычно руда содержит 30-40 вес.% пустых частиц. Целью способа в данном варианте осуществления настоящего изобретения является отделение пустых частиц и частиц, содержащих медь. Частицы, содержащие медь, затем могут быть обработаны для извлечения меди из частиц. Отделение частиц, содержащих медь, перед этапами извлечения значительно увеличивает среднее качество материала, который обрабатывается на этих этапах.

Настоящее изобретение не ограничено этими рудами и медью как полезным материалом, который подлежит извлечению.

Как видно на чертеже, подаваемый материал в виде частиц 3 руды, которые были измельчены с помощью первичной дробилки (не показана) до частиц размером 10-25 см, подают с помощью транспортера 5 или другого применимого средства транспортировки к позиции 7 обработки микроволновой энергией и перемещают за генератор 9 микроволновой энергии, подвергают воздействию микроволновой энергии в виде либо постоянных, либо импульсных микроволн.

Микроволновая энергия вызывает локализованный нагрев частиц в зависимости от состава частиц. В частности, частицы нагреваются в различной степени в зависимости от того, содержат частицы или не содержат минералы меди, такие как медный колчедан, которые являются восприимчивыми к микроволновой энергии. Как указано выше, заявитель обнаружил, что частицы, имеющие относительно малые концентрации меди, обычно менее чем 0,5 вес.%, нагревают до обнаруживаемой или замеряемой, хотя и малой, степени с помощью микроволновой энергии за счет высокой восприимчивости. Это существенное открытие в отношении низкосортных руд, потому что это означает, что относительно низкие концентрации меди в частицах могут создавать обнаруживаемые или замеряемые значительные повышения температуры. Однако, как указано выше, заявитель также обнаружил, что существует временной эффект в отношении, когда тепло, которое вырабатывается в частицах, становится определяемым с помощью термического анализа. Этот временной эффект является функцией того, находятся минералы меди на поверхности или внутри частиц, а также от размера частиц. В частности, заявитель обнаружил, что период времени, равный, по меньшей мере, 5 секундам, обычно равный, по меньшей мере, 5-10 секундам, для частиц вышеупомянутых размеров является необходимым для переноса тепла внутри каждой частицы таким образом, что является там по существу равномерным, то есть массовая средняя температура частицы (включая на поверхности частицы) и, следовательно, термический анализ обеспечивает точную информацию о частицах. Другими словами, поверхностные температуры частиц являются массовыми средними температурами частиц.

Основа термического анализа в данном варианте осуществления настоящего изобретения заключается в том, что частицы, которые содержат более высокие уровни содержания минералов меди, становятся горячее, чем пустые частицы.

Частицы могут быть образованы как относительно глубокий слой на ленте 5 транспортера, расположенной выше по ходу от позиции 7 обработки микроволновой энергией. Глубина слоя и скорость ленты, а также мощность генератора микроволновой энергии взаимосвязаны. Ключевое требование заключается в обеспечении достаточного воздействия микроволновой энергии на частицы для нагрева минералов меди в частицах до степени, которая требуется, чтобы эти частицы термически отличались от пустых частиц. Пока это случается не всегда, обычно пустые частицы содержат материал, который менее восприимчив, чем минералы меди, и существенно не нагревается, если совсем не нагревается, при воздействии микроволновой энергии. Вторичным требованием является создание достаточных изменений температуры внутри частиц, содержащих медь, чтобы вызвать микрорастрескивание частиц, не разрушая на этом этапе частицы совсем. Микрорастрескивание может быть особенно полезным при обработке частиц ниже по ходу. Например, микрорастрескивание делает возможным лучший доступ щелока выщелачивания в частицы при обработке выщелачиванием ниже по ходу, чтобы извлечь медь из частиц. В дополнение, например, микрорастрескивание делает возможным лучшее разрушение частицы на любом этапе уменьшения размера, находящемся ниже по ходу. Важным моментом является то, что микрорастрескивание имеет тенденцию происходить там, где температурный градиент внутри частиц является самым высоким на поверхности контакта между минералами меди и материалом пустой породы в частицах. Когда руду впоследствии измельчают, как это обычно происходит в случае дальнейшей обработки, минералы меди отделяют от материала пустой породы более легко с точки зрения микротрещин на поверхностях контакта, получая таким образом изолированный минерал меди и частицы пустой породы. Это предпочтительное выделение является преимущественным для обработки ниже по ходу.

Частицы, которые проходят через позицию 7 обработки микроволновой энергией, падают с конца ленты 5 транспортера на ленту 15 нижнего транспортера и переносятся на этой ленте через позицию 11 обнаружения с помощью инфракрасного излучения, на котором частицы обозреваются инфракрасной камерой 13 (или другим применимым устройством теплового обнаружения) и анализируются термическим путем. Лента 15 транспортера работает на более высокой скорости, чем лента 5 транспортера, чтобы позволить частицам рассыпаться вдоль ленты 15. Это помогает с точки зрения обработки частиц ниже по ходу.

Пространство между позициями 7 и 11 выбирают, учитывая скорость ленты, чтобы обеспечить достаточное время, обычно, по меньшей мере, 5 секунд, для равномерного нагрева частиц внутри каждой частицы.

Преимущественно условия обработки выбирают таким образом, чтобы частицы имели достаточное удержанное тепло для термического анализа без того, чтобы требовался дополнительный нагрев частиц. Если требуется дополнительный нагрев, он может быть обеспечен любым соответствующим средством.

В одном режиме работы термический анализ основан на различии между частицами, которые находятся выше и ниже пороговой температуры. Эти частицы затем могут быть отнесены к категориям как «более горячие» и «более холодные» частицы. Температура частицы относится к количеству минералов меди в частице. Следовательно, частицы, которые имеют заданный диапазон размера частицы и нагреваются при заданных условиях, будут иметь рост температуры до температуры выше «х» градусов пороговой температуры, если частицы содержат, по меньшей мере, «у» вес.% меди. Пороговая температура может быть выбрана изначально на основе экономических факторов и отрегулирована при изменении этих факторов. Пустые частицы обычно не будут нагреваться при воздействии на них микроволновой энергией до температур выше пороговой температуры.

В этой компоновке лента 15 транспортера является фоновой поверхностью. Более конкретно, секция ленты 15 транспортера, которую видит инфракрасная камера 13, является фоновой поверхностью и становится частью тепловой картины камеры. Для обеспечения теплового контраста между фоновой поверхностью и частицами, которые видны инфракрасной камерой 13, ленту 15 транспортера нагревают с помощью соответствующего узла 21 нагрева до температуры, которая находится между «более горячими» и «более холодными» частицами. Тепловой контраст, обеспеченный нагретой лентой 15 транспортера, делает возможным четко идентифицировать более горячие и более холодные частицы. В частности, нагретая лента 15 транспортера делает возможным идентифицировать более холодные частицы на ленте транспортера.

Как только более горячие частицы идентифицированы с помощью термического анализа, они отделяются от более холодных частиц, и более горячие частицы после этого обрабатываются, чтобы извлечь из частиц медь. В зависимости от обстоятельств более холодные частицы могут быть обработаны на технологическом маршруте, отличном от технологического маршрута более горячих частиц, чтобы извлечь медь из более холодных частиц.

Частицы отделяют путем сбрасывания с конца ленты 15 транспортера и путем избирательного отклонения струями сжатого воздуха (или струями другой применяемой текучей струи, такими как струи воды), когда частицы перемещаются по траектории свободного падения с ленты 15 и посредством этого сортируются на два потока 17,19. В этой связи термический анализ идентифицирует положение каждой из частиц на ленте 15 транспортера, при этом струи воздуха активируются в заранее заданное время после того, как частица проанализирована как частица, которая подлежит отклонению.

В зависимости от конкретной ситуации пустые частицы могут быть отклонены струями воздуха или могут быть отклонены струями воздуха частицы, которые содержат медь выше пороговой концентрации.

Более горячие частицы становятся подающим потоком 17 концентрата и переносятся для обработки ниже по ходу, обычно включающей в себя механическое измельчение, флотацию для образования концентрата и затем дальнейшую обработку для извлечения из частиц меди.

Более холодные частицы могут становиться побочным продуктом потока 19 отходов и располагаться соответствующим образом. Однако так может быть не всегда. Более холодные частицы являются частицами, которые имеют более низкие концентрации минералов меди и могут быть достаточно полезными для извлечения. В этом случае более холодные частицы могут быть перенесены к соответствующему процессу извлечения, такому как выщелачивание.

Многие модификации могут быть произведены в варианте осуществления настоящего изобретения, описанном выше, не выходя за существо и объем настоящего изобретения.

В качестве примера, хотя вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя нагрев фоновой поверхности с целью термическим путем провести различие между фоновой поверхностью и полезными частицами и пустыми частицами, настоящее изобретение не ограничено таким образом и охватывает нагрев фоновой поверхности с целью провести термическим путем контраст между фоновой поверхностью и одними или другими полезными частицами и пустыми частицами.

В качестве примера, хотя вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя термический анализ с использованием инфракрасной камеры, расположенной над нагретыми частицами руды на горизонтально расположенной ленте 15 транспортера, настоящее изобретение не ограничено этим и охватывает другие возможные компоновки камер и использование других видов термического анализа изображений. Одна подобная компоновка содержит обеспечение свободного падения вниз нагретых частиц и размещение инфракрасной камеры с возможностью обзора секции траектории полета вниз. Предпочтительно, эта компоновка включает в себя фоновую поверхность, обращенную к камере. При использовании камера обозревает перемещающиеся вниз частицы и фоновую поверхность. Фоновую поверхность нагревают избирательно с целью улучшить тепловой контраст между поверхностью и частицами.

В качестве дополнительного примера, хотя изобретение включает в себя использование воздушных струй для избирательного отклонения частиц, настоящее изобретение не ограничено этим и охватывает использование других видов устройств воздушного отклонения и другие варианты для отклонения частиц.

В качестве дополнительного примера, хотя изобретение включает в себя использование двух лент 5, 15 транспортера для транспортировки ископаемой руды мимо позиции 7 обработки микроволновой энергией и позиции 7 термического анализа, причем нижняя лента перемещается с большей скоростью, чем верхняя лента, чтобы отделить частицы на ленте с целью облегчить более четкий термический анализ частиц, настоящее изобретение не ограничено этим и охватывает любые применимые альтернативные компоновки.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы:

(а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах;

(б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, отличной от температуры частиц, для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и

(в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа. Предложенное изобретение обеспечивает осуществление точной сортировки добытого ископаемого материала. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы:
(а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах;
(б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, отличной от температуры частиц для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и
(в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа.

2. Способ по п.1, используемый для полезного материала, являющегося медью, содержащийся, например, в качестве сульфидного минерала в частицах руд, в котором этап (а) содержит воздействие на добытые ископаемые руды микроволновой энергией и нагрев частиц, содержащих медь, до более высокой степени, чем пустых частиц.

3. Способ по п.1, в котором этап (б) содержит перемещение частиц мимо фоновой поверхности, при этом инфракрасная камера или другое устройство теплового обнаружения расположено с возможностью обзора частиц, причем фоновая поверхность расположена на линии луча обзора устройства теплового обнаружения.

4. Способ по п.1, содержащий выбор длины волны или других характеристик микроволновой энергии на основе содействия различной термической реакции частиц таким образом, что различные температуры частиц, являющиеся указателями различных составов, используются в качестве основы для сортировки частиц на этапе (в).

5. Способ по п.1, содержащий обеспечение достаточного времени для передачи тепла, выработанного в частицах за счет воздействия микроволновой энергией, через частицы таким образом, что температура каждой частицы на поверхности частицы является мерой массовой средней температуры через частицу.

6. Способ по п.5, используемый для низкосортных руд, содержащих медь, с размерами частиц порядка 15-30 мм, в котором период требуемого времени составляет, по меньшей мере, 5 секунд, предпочтительно, по меньшей мере, 10 секунд, при этом требуемая разница температур составляет обычно, по меньшей мере, 2°С, предпочтительно, по меньшей мере, 5-10°С.

7. Способ по п.1, содержащий обработку отделенных частиц с этапа (в) сортировки для извлечения из частиц полезного материала.

8. Способ по п.1, содержащий уменьшение размера отделенных частиц с этапа (в) сортировки, которые содержат более высокие уровни содержания полезного материала для содействия улучшенному извлечению из частиц полезного материала.

9. Способ по п.1, содержащий дробление или другое соответствующее уменьшение размера добытого ископаемого материала, выполненное до этапа (а).

10. Способ по п.1, содержащий просеивание или другое отделение тонкозернистых частиц от добытого ископаемого материала таким образом, что тонкозернистые частицы отсутствуют в ископаемом материале, подаваемом на этап (а).

11. Способ по п.1, в котором добытый ископаемый материал присутствует в виде руд, в которых полезный материал находится в минерализованном виде, таком как сульфид или оксид металла.

12. Способ извлечения полезного материала, такого как полезный металл, из добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, который включает в себя сортировку добытого ископаемого материала согласно способу по любому из пп.1-11, последующую обработку частиц, содержащих полезный материал, и извлечение полезного материала.